学習目安 | 小: B | 中: A | 高: S

進行方向

一般小学生

まとめ

  • 物体が運動して進んでいく前方の向きのこと。
  • 物理学においては、速度ベクトルが指し示す方向を意味し、運動状態を定義する基本要素となる。
  • 外力が働かない限り、物体はこの向きと速さを維持しようとする性質(慣性)を持つ。
  • 解説

    物体は、外部から力を受けない限り、その時の速度や向きを保とうとする固有の性質を持っています。これを「慣性」と呼び、ガリレオ・ガリレイによって提唱され、後にニュートンによって運動の第1法則として体系化されました。具体的には、静止している物体は静止し続け、運動している物体は進行方向を変えずに等速直線運動を継続しようとします。

    具体的な現象として、一定の速度で走行している電車内で真上にボールを投げた場合が挙げられます。ボールは電車と同じ進行方向の速度成分を保持し続けるため、投げた人の手元に正確に戻ってきます。しかし、電車が急に加速や停車(減速)を行うと、乗客や吊り革にはそれまでの運動状態を維持しようとする慣性が働くため、進行方向に対して前後へ傾くといった現象が生じるのです。

    コラム

    慣性の法則が完全に成立するのは、摩擦や空気抵抗などの外力が無視できる理想的な条件下、またはそれらの力が完全につり合っている状態です。現実の空間では空気抵抗などによって進行方向への運動は減衰しますが、宇宙空間のような真空に近い環境では、この法則がより顕著に観察されます。

小学生のみなさんへ

「進行方向」とは、動いているものが進んでいる「前」の向きのことです。たとえば、自転車をこいでいるときに前を向いている方向が進行方向になります。

走っている電車やバスに乗っているとき、急にブレーキがかかると体が前にたおれそうになりますね。これは、体が進んでいる向き(進行方向)にそのまま動き続けようとするからです。この性質を慣性かんせいの法則といいます。

だるま落としで、真ん中の積み木をすばやくはじくと、上の積み木は横に動かずにそのまま下に落ちます。これも、上の積み木が「その場にとどまろう」とする力があるからです。このように、動いているものは動き続けようとし、止まっているものは止まり続けようとする不思議な力があるのです。

ルラスタコラム

月が地球のまわりを回っているのも、実はこの性質が関係しています。月はまっすぐ進もうとしていますが、地球の重力に引っぱられているため、円を描くように動き続けているのです。

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